论文部分内容阅读
目前,农业土壤污染呈现区域性、复合性、长期性的特征。土壤污染探查结果表明,广东的东西两翼典型区域土壤铬的超标率达28%,按不同土地利用类型分类统计土壤重金属污染超标率,水稻土为43%,菜园土为34%,所调查区域蔬菜的重金属超标率最高的是铅,铬也在前5位。土壤污染的严峻现状对蔬菜生产的质量安全和人体健康构成威胁。目前已有专家认为采用传统的物理和化学方法难以有效地解决耕地土壤污染问题,只有通过农业综合措施与技术来控制污染才是可行的。基于此,本研究以小白菜为材料,研究硅酸盐和腐殖酸对铬(Cr)、铅(Pb)胁迫下小白菜的生长和生理的影响,探讨两种抑制剂对重金属Cr、Pb在土壤、小白菜间迁移转化规律的影响,旨在阐明硅酸盐和腐殖酸抑制重金属Cr、Pb对小白菜毒害作用的机理,并为生产上适宜的抑制剂用量选择提供依据。结果表明:
1.适量施用硅酸盐能在保证受Cr-Pb污染小白菜正常生长的前提下,抑制小白菜对Cr、Pb的吸收,减轻Cr-Pb污染对小白菜的毒害。在设计的3个硅酸盐用量水平中,Si1水平(1.0g·kg-1)处理的抑制吸收效果最佳,而Si2水平(1.5g·kg-1)处理的抗氧化效果最佳。同时发现,施硅量过高(2.0g·kg-1)或当土壤中存在Pb污染时施用1.5g·kg-1以上质量分数的硅酸盐则对生长产生抑制。因此生产上以Si1水平施用量最理想。
2.硅酸盐抑制吸收Cr和Pb的土壤化学机理为:通过促进土壤中的Cr和Pb向非有效态转化,降低其生物有效性,减少通过根部细胞吸收而进入小白菜体内的Cr、Pb离子数量。另外,复合污染时Pb的存在促进了小白菜对Cr的吸收,加重了Cr的毒害作用。但Cr对Pb的吸收无促进作用。
3.硅酸盐缓解重金属毒害的生理机理为:通过提高小白菜体内抗氧化酶系统活性,特别是SOD酶的活性,有效缓解重金属诱导的过氧化溃解毒害,充分减轻重金属对小白菜根部细胞的损伤,维持小白菜体内的生理平衡,保证正常生长。显微结构观察发现在铬、铅复合污染条件下,硅酸盐处理的小白菜侧根皮层细胞壁有黑色沉淀,为硅酸盐缓解铬、铅毒害提供了直接证据。
4.硅酸盐对小白菜体内Cr、Pb分布规律的影响:小白菜吸收的Cr、Pb主要累积在根部。施硅后,由于硅酸盐的作用使被吸收的Cr、Pb离子在根部皮层组织的外围细胞壁沉积,较难进入到皮层以内的维管束组织参与管道运输,从而有效抑制根部Cr、Pb离子向小白菜地上部迁移。
5.硅酸盐通过抑制小白菜对Cr、Pb的吸收、减少小白菜体内Cr、Pb离子向地上部的迁移,有效降低了小白菜可食部分重金属对人体的潜在健康风险。
6.腐殖酸在抑制小白菜吸收Cr、Pb和缓解Cr、Pb毒害上的效果不理想,可能与腐殖酸对重金属的吸附具有专属性有关。